CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG, ĐÁNH GIÁ GIẢI THUẬT LEACH
3.4 Mô phỏng giao thức trên matlab
3.4.2 Thông số và kết quả mô phỏng
Để mô phỏng trước tiên ta có một khu vực diện tích vuông A – MxM. Phân bố ngẫu nhiên một số lƣợng nút nhất định trong đó. Cấp cho các nút điều kiện nhƣ ở phần giả thiết mô phỏng. Các nút có năng lượng ban đầu cho dưới bảng thông số, sử dụng nguồn là Pin đƣợc tích hợp trong vi mạch của nút.
Bảng thông số: [2]
Kích thước mạng (A) 100m x 100m
Số lƣợng nút (n) 100
Năng lƣợng tiêu tốn E elec 50nJ/b
Năng lƣợng tiêu tốn ϵ fs 10pJ/b/m 2
Năng lƣợng tiêu tốn ϵ mp 0,0013pJ/b/m 4
Năng lƣợng ban đầu E init 0,5J
Năng lƣợng tổng hợp dữ liệu E DA 5nJ/b
Sử dụng nguồn Pin
Kích thước gói dữ liệu (data packet size) 500bytes Kích thước gói điều khiển (control packet size) 25bytes
Số chu kì tối đa (rmax) 2000
Xác suất lựa chọn CH (p) 0,05
Số lƣợng nút chuyển tiếp 10
Các khai báo ban đầu:
%Lấy tọa độ lớn nhất (kích thước mạng)
%Vị trí nút Sink tại trung tâm của vùng
%Số nút trong vùng
%Xác suất lựa chọn nút chủ cụm
Kích thước gói truyền và gói điều khiển
%Năng lƣợng khởi tạo (đơn vị là Jun)
%Năng lƣợng truyền, nhận
%Kiểu khuếch đại
%Năng lƣợng tổng hợp dữ liệu
%Ngƣỡng khoảng cách
Kịch bản 1: 100 nút phân bố trong vùng diện tích 100x100 (m 2 )
Hình 3.8 Các nút được phân bố một cách ngẫu nhiên trên diện tích 100 x 100 (m 2 ) Kích thước: 100m x 100m
Số nút khảo sát: 100 nút
+ Kết quả với giao thức LEACH thông thường:
Với: - trục tung mô tả tổng số nút (100)
- trục hoành mô tả số chu kì hoạt động (vòng) – trong kịch bản mô phỏng ta đặt chu kì tối đa là 2000.
- đường màu đỏ mô tả số nút còn sống và đường màu xanh mô tả số nút làm nút chủ trong các chu kì. Nếu số nút còn sống bắt đầu giảm sau một số chu kì càng lớn thì thuật toán càng cải thiện, thời gian sống của mạng càng tăng lên.
Hình 3.9 Kết quả mô phỏng với giao thức LEACH (100 nút)
Nhận xét: Bắt đầu từ khoảng gần chu kì 380 thì số lƣợng nút còn sống bắt đầu giảm dần.
+ Kết quả với giao thức Multi-hop LEACH:
Hình 3.10 Kết quả mô phỏng với Multi-hop LEACH (100 nút)
Nhận xét: Bắt đầu từ khoảng gần chu kì 500 thì số nút còn sống bắt đầu giảm
Nhƣ vậy với phân bố ngẫu nhiên 100 nút trong diện tích 100m x 100m thì sử dụng multi-hop LEACH thời gian sống của mạng cải thiện đƣợc thêm 30%
Để khẳng định kết quả mô phỏng mạng theo giao thức đã nêu, cần có sự kiểm chứng trên một kịch bản khác. Trong các kịch bản mới, kích thước không gian phân bố mạng và số nút mạng đƣợc thay đổi, ta cho mạng hoạt đông theo giao thức trong một số chu kỳ để theo dõi số nút mạng còn năng lƣợng để tồn tại nhiều hay ít thông qua so sánh để đánh giá hiệu quả tiêu thụ năng lƣợng.
Kịch bản 2: Kích thước mạng lưới: 150x150 (m 2 ) và số lượng nút 150 nút
Kích thước: 150m X 150m Số lượng nút: 150
+ Kết quả với LEACH thường:
Hình 3.11 Kết quả mô phỏng với LEACH (150 nút)
Nhận xét: Bắt đầu từ khoảng gần chu kì 450 thì số lƣợng nút còn sống bắt đầu giảm dần
+ Kết quả với Multi-hop LEACH:
Hình 3.12 Kết quả mô phỏng với Multi-hop LEACH (150 nút)
Nhận xét: bắt đầu từ chu kì 630 thì số nút sống bắt đầu giảm. Nhƣ vậy so với LEACH thì thời gian số nút còn sống cải thiện đƣợc 28%
Kịch bản 3: Kích thước mạng lưới: 200 X 200 (m 2 ) và số lượng nút 200 nút
Kích thước: 200m x 200m Số lượng nút: 200
+ Kết quả với LEACH thường:
Hình 3.13 Kết quả mô phỏng với LEACH (200 nút)
Nhận xét: Với 200 nút trong phạm vi 200x200m thì đến chu kì 250 thì số nút còn sống bắt đầu giảm.
+ Kết quả với Multi-hop LEACH:
Hình 3.14 Kết quả mô phỏng với Multi-hop LEACH Nhận xét: Số nút còn sống bắt đầu giảm sau 360 chu kì.
Nhƣ vậy so với khi sử dụng giao thức LEACH thì sử dụng Multi-hop LEACH với số nút mạng là 200 nút phân bố ngẫu nhiên trên diện tích 200m x 200m thời gian sống của mạng cải thiện thêm 38%